細菌耐藥性正在迅速發展，許多至關重要的藥物面臨被淘汰的風險。因此，如果不謹慎使用這些藥物，災難性的后果將等待著。
這是世界衛生組織（WHO）在2014年4月發出的嚴厲警告，規定需要對我們如何生產、處方和使用抗菌藥物采取“重大行動”。作為回應，微生物學家正在努力研制新藥，或開發新的方法來對抗感染。其中許多替代方案處于研發階段，距離完成還有不同的距離。有哪些抗生素的替代品呢？使用疫苗可以預防而不是治愈病毒和細菌等病原體的感染，使機體對特定病原體產生免疫力。疫苗通過模擬感染病原體或疾病來刺激機體的反應，然后機體會在未來“記住”這些病原體或疾病。然而，它們在一定程度上受到整個群體的接種成本的限制。一些國家難以將疫苗儲存到合適的溫度，當需要增強劑時，會出現進一步的并發癥。
盡管遇到挫折，科學界的許多人認為，疫苗在未來謹慎使用抗生素方面將發揮重要作用。動物和人類健康研究團體都在大力推動研發新的和創新的疫苗技術和平臺。疫苗類型
疫苗是通過使用活的、死的或滅活的病原體、滅活毒素或病原體的片段來生產的。
疫苗類型 | 作用機理 |
活的、致弱 · 重組載體 | 活的微生物只是被致弱了，限制了致病力。是免疫系統的好老師。一生的免疫可通過1或2劑實現。通常需要冷藏，保質期短。使用減毒形式來模擬病毒如何鎖定細胞，將遺傳物質注入其中。科學家們提取無害或減毒病毒的基因組，將來自其他微生物的部分遺傳物質插入其中，然后將微生物DNA轉移到細胞中—這是一種良好的免疫刺激。 |
滅活苗/死苗 | 病原體可被熱、化學物質或輻射殺死，因此它們無法回到致病狀態。大多數會引發較弱的免疫反應，可能需要加強免疫。 |
類毒素（滅活內毒素） | 用于分泌毒素/化學物質的細菌。毒素可以用甲醛溶液滅活。通過接種類毒素來訓練機體對毒素做出反應。 |
亞單位 · 結合 | 使用的是相關抗原，而不是整個病原體，降低了對疫苗產生不良反應的機會。當細菌由多糖外殼組成時可能是答案。這種涂層通過偽裝細菌抗原來躲避未成熟的免疫系統。這些疫苗通過與多糖結合的可識別抗原或類毒素來解決這一問題。 |
DNA | 是一類很有發展前景的疫苗。一旦對微生物的基因進行了研究，科學家就可以制造出一種對抗微生物的DNA疫苗。設計和生產相對便宜，它們不需要機體的某些部分，而是向細胞提供制造抗原分子的指令，然后細胞分泌抗原，自己生產疫苗。 |
Nurmi和Rantala在1973年首次描述了競爭排斥原理，將有益細菌飼喂動物。這是非致病菌在腸道定植的地方，有助于控制有害細菌的數量。科學家們對種類繁多的細菌在動物胃腸道中的作用以及這種微生物群對人類和動物疾病的影響有了更多的了解。在畜牧業，益生菌通過給動物飼喂細菌來發揮作用。該術語最早是由禮來公司和史迪威公司（1965）使用的，隨著時間的推移，該術語被改編和擴大，指的是能夠給宿主帶來健康益處的微生物制劑。可以使用單一或多個菌株，也可以混合菌種，目前在家禽營養方面取得的進展最多。
家禽飼養策略已經改變以控制胃腸道微生物
這些菌株包括芽孢桿菌、大腸桿菌、乳酸菌、乳球菌、許多酵母菌和鏈球菌等。與此同時，益生元是不可消化的，被添加到飼料中，幫助細菌和有益微生物繁殖。兩者都“對非抗生素控制具有重大意義”。積極因素—腸道健康得到改善/維持，病原體定植被阻止，沒有停藥期。負面因素—單一益生菌復合物的混合功效需要監管批準。
中藥或植物源性產品是中國醫學重要的寶庫，幾千年的使用經驗證明，中藥具有強大的生命力，可以治療人類及動物的傳染或感染性疾病。機理—雖然中藥或植物源性產品對病毒或細菌的直接殺滅或抑制作用不是太強，但通常是通過調理發揮機體自身抗病毒、抗菌能力，因此其特異性不強。積極的作用—中藥或植物源性產品具有提高機體抵抗力，從而清除病原體和減少排毒（菌），提高動物生產性能。由于不一定針對特定病原體，因而細菌產生耐藥性的機會比較小。負面作用—中藥可能會因為產地（道地藥材更好）、季節以及采收方法的不同而產生不同的療效；可能有農藥等殘留，因為目前依靠大量種植才能滿足供應，經常使用農藥和化肥；標準難以建立，即真正有效的成分不一定是含量最高的。噬菌體是可感染細菌的病毒。噬菌體入侵細菌并破壞它們的新陳代謝，導致它們裂解（殺死這些細菌）。在東歐和俄羅斯的人類醫學中，噬菌體療法用于治療動物和植物中的食源性病原體。噬菌體療法的一個特點包括改造細菌以產生內溶素和外溶素。這些酶通過破壞細菌的保護膜來分解細胞，保護膜決定了細菌的形態—肽聚糖壁。內溶素作用于廣泛的靶標，通過在細胞內部工作來殺死細胞，而外溶素則被分泌。外溶素由真核細胞分泌，一個例子是溶菌酶，一種在眼淚和唾液中發現的抗菌劑。它們通過破壞肽聚糖壁（細菌細胞的保護屏障）起作用，決定細菌形狀并作用于一系列目標。積極作用—可以混合靶向特定噬菌體以減少耐藥性的發展。局部應用被認為是特別有效的，它們可以與抗生素一起使用。負面因素—可能會產生耐藥性。由于特異性，處理細菌亞種時可能遇到麻煩。
與噬菌體類似，細菌素通過聚焦于細胞質膜來攻擊細菌。此外，它們被認為比抗生素具有更低的耐藥性。幾乎所有的細菌都會分泌細菌素，并抑制相近物種的生長，這意味著有可能進行廣泛的治療，其中許多可能是針對特定目標的。其優點包括抗紫外線和耐熱，與其他抗菌肽不同，它們對哺乳動物細胞沒有毒性。乳酸菌產生一種細菌素—乳酸鏈球菌素a，在50多個國家被用于食品保鮮，如在發酵奶酪和酸奶的乳制品中。科學家說，盡管廣泛使用，很少有耐藥性的報道。捕食性細菌被認為是一種非常規且有趣的抗生素替代品，它通過捕殺細菌來獲取營養和能量。有希望的是蛭弧菌和像BALO這樣的有機體，它們使用酶來殺死革蘭氏陰性細菌。它們以攻擊生物膜的方式而聞名，生物膜是作為一個有機體的細菌細胞層。這是一個主要的積極反應，因為生物膜細菌對抗生素的抵抗力更強。
除了抗菌物質的替代品，還有許多方法可以提高抗生素劑量以提高抗生素的功效，包括：聯合使用其他抗生素；用分子抑制耐藥基因和使用非抗生素增效。這些被稱為佐劑，近年來一個顯著的發展是一種佐劑，可以消除一些細菌對β-內酰胺的耐藥性機制，β-內酰胺是一類包括青霉素的抗生素，不斷有新一代產生。β-內酰胺酶是細菌產生的酶，負責產生耐藥性。例如，當給予青霉素類β-內酰胺類藥物時，如阿莫西林配合克拉維酸。該酸通過抑制β-內酰胺酶作為佐劑起作用。某些細菌通過稱為細菌外排泵的機制將藥物從其膜中泵出而產生耐藥性，有一些方法可以抑制細菌的這種耐藥機制。
并不是所有的細菌都能在像大腸桿菌這樣的培養皿中進行研究。泰斯巴汀（Teixobactin）已在動物和人類中分析了外排泵抑制劑。目的之一是找到一種這樣的針對雞食源性病原體空腸彎曲桿菌的抑制劑。同樣，實驗也表明，噬菌體和細菌素可以增加抗生素的潛力。此外，目前可用的抗生素應負責任地使用，這可以通過使用診斷檢測確保對感染使用正確的藥物，并確保患者按照臨床醫生的建議使用抗生素來實現。這些措施將有助于保護我們現有的抗生素及其組合。對一些最頑強的細菌菌株可能有一種新的處理方法，可以防止細菌形成外層，這意味著細菌很難獲得耐藥性，無論它經歷了多少突變。美國東北大學的微生物學家收到了發現泰斯巴汀的全球報道。雖然對哺乳動物細胞無害，但它攻擊革蘭氏陽性病原體，如金黃色葡萄球菌、腸球菌和結核分枝桿菌。
此外，通過名為“芯片”的微型裝置創造理想的細菌環境的發現方法也值得注意。芯片可以在自然環境中分離并促進單細胞的生長，這可能會讓科學家研究更多的微生物。
這可能是一條發現更多藥物的途徑。促進非培養細菌生長讓科學家有機會分析更多未開發的微生物，在當前的健康危機下，這可能非常有用。
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